Птицы с большим мозгом лучше справляются с изменением климата
Многие североамериканские перелетные птицы уменьшаются в размерах по мере потепления климата за последние 40 лет. Однако птицы с очень большим мозгом относительно размера тела сократились в размерах меньше, чем птицы с меньшим мозгом, согласно новому исследованию Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Это первое исследование, выявившее прямую связь между когнитивными способностями и реакцией животных на антропогенное изменение климата.
Изменения размеров тела у певчих птиц невелики, но значимы и затрагивают знакомые виды воробьев, славок и дроздов. Некоторые ученые даже предположили, что уменьшение размеров — универсальная реакция на потепление. Но новое исследование, опубликованное в Ecology Letters, показывает, что птицы с большим мозгом смогли «перехитрить» сокращение размеров, по крайней мере, до определенной степени.
«По мере потепления размеры тела уменьшаются, — сказал Джастин Болдуин, аспирант лаборатории Карлоса Ботеро. — Но у видов с большим мозгом сокращение выражено слабее, чем у видов с маленьким мозгом».
Болдуин и его соавторы проанализировали данные о примерно 70 000 птиц, погибших при столкновении со зданиями в Чикаго с 1978 по 2016 год. Они дополнили этот обширный набор данных, впервые опубликованный исследователями из Мичиганского университета, новыми измерениями объема мозга и данными о продолжительности жизни для 49 из 52 видов североамериканских перелетных птиц, включенных в исходное исследование.
Ученые обнаружили, что у птиц с очень большим мозгом относительно тела сокращение размеров было примерно в три раза меньше, чем у птиц с меньшим мозгом.
Относительный размер мозга часто считается показателем поведенческой гибкости у птиц. Эта идея спорна для некоторых других животных, но хорошо работает для птиц.
«Относительный размер мозга коррелирует с повышенной способностью к обучению, улучшенной памятью, большей продолжительностью жизни и более стабильной динамикой популяций», — пояснил Болдуин.
«В данном случае вид птиц с большим мозгом может, например, снизить воздействие высоких температур, находя микроместообитания с более прохладной температурой».
Новые выводы значимы, поскольку впервые ученые смогли показать прямую связь между когнитивными способностями и фенотипическими реакциями на изменение климата.
Больше или лучшие варианты
Не совсем ясно, почему так много певчих птиц уменьшаются в размерах при потеплении. Одно из возможных объяснений — тепловой стресс: птицы с меньшим телом лучше рассеивают тепло. Это согласуется с наблюдениями, что птицы, живущие в более теплых частях ареала вида, меньше тех, что живут в более холодных частях.
Но уменьшение размеров имеет потенциальные издержки для приспособленности (например, увеличение риска хищничества или снижение конкурентоспособности), которых птицы в целом хотели бы избежать. В этом контексте больший мозг может предоставить альтернативы, недоступные видам с маленьким мозгом.
«Из этих выводов мне сразу бросается в глаза, что мы уже видим непропорционально сильное влияние изменения климата на виды, которые имеют меньшую способность справляться с изменениями среды с помощью поведения», — сказал Ботеро.
«Это не означает, что изменение климата не затрагивает птиц с большим мозгом или что у них все будет хорошо. Наши результаты предполагают, что изменение климата может оказывать гораздо более сильное влияние на птиц с меньшим мозгом».
«Изученные нами виды различались по относительному размеру мозга всего в два раза, и этого было достаточно, чтобы уменьшить влияние повышения температуры в сезон размножения на 70 процентов, — сказал Болдуин. — Это говорит о том, что даже небольшие различия в когнитивных способностях имеют значение».
Выводы также имеют практическое значение для охраны природы, поскольку с 1970-х годов в Северной Америке исчезло 3 миллиарда птиц (примерно каждая третья). «Вероятно, это приводит к сильному естественному отбору, который по-разному воздействует на разные виды», — отметил Болдуин.
«Быстрые изменения окружающей среды часто создают несколько победителей и множество проигравших, что очень печально. Многие популяции диких животных переместились в более холодные места по мере потепления планеты. Отбор заставляет тех, кто не перемещается, адаптироваться, например, изменяя размер тела».
Анализ Болдуина показывает, что виды с меньшим мозгом могут подвергаться особенно сильному естественному отбору, что планировщикам, возможно, необходимо учитывать при управлении охраной природы.
«Когда речь идет о смягчении последствий изменения климата и планировании, главная цель — поддерживать связь на уровне популяций, — сказал Болдуин. — Мы хотим позволить видам перемещаться к полюсам или выше в горах, чтобы успевать за потеплением климата. Наши результаты показывают, что такое вмешательство может быть особенно важным для видов с меньшим мозгом».